Другие предметы \ Детали машин

Проект привода ленточного конвейера

Страницы работы

32 страницы (Word-файл)

Скачать файл

Фрагмент текста работы

Техническое задание.

В данной работе спроектирован привод ленточного конвейера по следующим исходным данным:

Крутящий момент на валу барабана: Т = 600 Н×м;

Угловая скорость ленты: w = 6 рад/с;

Диаметр барабана: D= 500 мм;

Ширина ленты: В = 500 мм,

Тип цепной передачи: роликовая;

Коэффициент годовой нагрузки: к_год = 0,4;

Коэффициент суточного использования: к_сут = 0,67;

Класс нагрузки: Н0,8;

Относительная продолжительность включения: ПВ = 0,4;

Срок службы: L = 8 лет,

Привод ленточного конвейера работает следующим образом: крутящий момент передается с вала асинхронного электродвигателя 1 на вал-шестерню I первой ступени редуктора 2. Далее через коническую прямозубую передачу (включающую в себя вал-шестерню 3 и колесо 4) вращающий момент передается на промежуточный вал редуктора II, на котором закреплена цилиндрическая шестерня 5 тихоходной ступени редуктора. При помощи прямозубой цилиндрической передачи (включающей в себя шестерню 5 и колесо 6) вращающий момент передается на выходной вал редуктора III, приводящий во вращение звездочку 7 открытой цепной передачи 8, которая, в свою очередь приводит во вращение приводной барабан 9 ленточного конвейера.

1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет.

В данной работе рекомендуется [2] использовать трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели единой серии 4А. Для выбора двигателя необходимо знать мощность и частоту вращения на выходном валу.

Мощность на выходном валу Р_вых, кВт [2]:

Р_вых = Т×w, (1)

где Т – крутящий момент на валу барабана ( Т = 0,6 кН×м);

w – скорость ленты (w =1 м/с).

Из соотношения (1) требуемая мощность двигателя:

, кВт, (2)

где h – полный к. п. д. привода.

h = h₁×h₂×h₃ (3)

где h₁ – к. п. д. конической зубчатой передачи (h₁ = 0,96 [1]);

h₂ – к. п. д. цилиндрической зубчатой передачи (h₂ = 0,96 [1]);

h₃ – к. п. д. открытой цепной передачи (h₃ = 0,94 [1]).

h = 0,96×0,96×0,94 = 0,866.

По формуле (2) рассчитана требуемая мощность электродвигателя:

кВт.

Частота вращения выходного вала [2]:

, об/мин, (4)

об/мин.

Ориентировочная частота вращения вала двигателя:

n = n_вых×u, об/мин (5)

где u – ориентировочное передаточное отношение привода.

u = u₁×u₂×u₃, (6)

где u₁ – передаточное отношение конической зубчатой передачи (u₁ = 3 [1]);

u₂ – передаточное отношение цилиндрической зубчатой передачи (u₂ = 4 [1]);

u₃ – передаточное отношение открытой цепной передачи (u₃ = 4 [1]).

u = 3×4×4 = 48.

По формуле (5) определена ориентировочная частота вращения двигателя:

n = 57,352×48 = 2751,6 об/мин.

В соответствии с требуемой мощностью и частотой вращения по табл. 2.2. [2] выбран электродвигатель 4А100S2У3.

Паспортные данные двигателя 4А100S2У3:

– номинальная мощность, Р_ном, кВт 4,0

– синхронная частота вращения n_с, об/мин 3000

– скольжение, S, % 3,3

Номинальная частота вращения вала асинхронного двигателя, [1]:

, об/мин, (7)

об/мин,

Уточняем общее передаточное отношение привода:

u = n_ном/n_вых, (8)

u = 2901/57,325 = 50,606.

Согласно [1] и по ГОСТ 2185-66 принимаем передаточное отношение открытой ступени u₃ = 6,3, тогда передаточное отношение редуктора:

u_р = u/u₃, (9)

u_р = 50,606/6,3 = 8,033.

Согласно [1] передаточное отношение редуктора разбивается по ступеням из условия равного погружения колес обеих ступеней в масляную ванну. Невыполнение данного требования может привести к необходимости постановки смазочной шестерни или дорогостоящей циркуляционной системы смазки.

Передаточное отношение быстроходной ступени [1]:

, (10)

Передаточное отношение тихоходной ступени [1]:

u₂ = u_р/u₁, (11)

u₂ = 8,033/3,61 = 2,225.

По ГОСТ 2185-66 приняты следующие передаточные отношения:

u₁ = 3,55; u₂ = 2,24.

После разбивки передаточного отношение определены мощность, частота вращения и крутящий момент на каждом валу.

Мощности на валах:

P_i = P_i-1×h, (12)

где P_i-1 – мощность на предыдущем валу, кВт;

h – к. п. д. соответствующей передачи.

Р₁ = Р_ном = 4,0 кВт;

Р₂ = 4×0,96 = 3,84 кВт;

Р₃ = 3,84×0,96 = 3,686 кВт;

Р₄ = 3,686×0,94 = 3,465 кВт;

Частоты вращения валов:

, (13)

где n_i-1 – частота вращения предыдущего вала, об/мин;

u_i – передаточное число соответствующей ступени.

n₁ = n_ном = 2901 об/мин;

об/мин;

об/мин.

Крутящие моменты на валах:

T_i = T_i-1×u_i×h_i, (14)

Крутящий момент на валу двигателя [2]:

, (15)

Н×м.

Крутящие моменты на валах рассчитаны по формуле (14):

Т₁ = Т_{ном. дв} = 13,168 Н×м;

Т₂ = 13,168×3,55×0,96 = 44,877 Н×м;

Т₃ = 44,877×2,24×0,96 = 96,504 Н×м;

Т₄ = 96,504×6,3×0,94 = 571,497 Н×м.

2. Расчет конической зубчатой передачи.

Исходные данные:

– крутящий момент на валу колеса, Т₂, Н×м 44,877;

– передаточное отношение, u 3,55;

– частота вращения вала I, n₁, об/мин 2901.

2.1. Материалы зубчатых колес и допускаемые напряжения.

При мощности двигателя 4 кВт в качестве материала зубчатых колес целесообразно применить сталь средней твердости. Для зубчатых передач принята сталь 40ХН.

Шестерня имеет большую, чем колесо частоту вращения, следовательно испытывает большие нагрузки и твердость шестерни должна быть больше твердости колеса, что достигается закалкой токами высокой частоты, колесо для снижения внутренних напряжений подвергается улучшению.

Материал колеса и шестерни представлен в табл. 1.

Материалы зубчатых колес

Таблица 1